국내 개체굴 양식산업 발전 방향

개체굴 양식을 위해 사용되는 종묘로는 자연에서 존재하는 일반적인 굴인 2배체와 특정 목적을 위해 염색체 수를 조절하여 생산한 3배체굴이 있다.

2배체란 대부분의 생식계는 배수 염색체로서, 그들의 2세는 난자에서 하나의 염색체와 정자로부터 하나의 염색체를 물려받는다. 사람의 염색체는 23개, 굴의 염색체는 10개이다. 즉, n = 10 이며, 2n = 20 이다.

이에 비해 3배체는 각 세포 내에 3개의 염색체가 있다. 즉, 3n = 30이다. 3배체의 2가지 특징을 가지고 있다. 첫째, 핵내 DNA를 조절하는 3배체 세포의 핵은 다소 크며, 따라서 전체세포 크기도 증가한다. 둘째, 3배체는 미성숙된 생식선을 가지며, 2배체 보다 훨씬 더 적은 수의 배우자를 가진다는 것이다. 즉 무성으로 산란기가 되어도 생식소가 거의 발달하지 않는다.

4배체란 각 세포 내에 4개의 염색체가 있는 것을 말한다. 4n = 40으로서 인공종묘배양장에서는 양성용이 아닌, 3배체 생산용으로 사용된다(Li et al., 2017).

다시 요약하면, 3배체굴은 염색체수가 일반 굴의 1.5배이며, 불임으로 생식소가 발달하지 않아 산란기인 여름철에도 난과 정자를 방출하지 않는다. 따라서 여름철에도 판매가 가능하며, 성 성숙에 사용되는 에너지의 소모가 없거나 적으므로 성장이 빠르다. 일반적으로 인공종묘배양장에서는 효율적인 3배체굴 종묘의 생산을 위해 4배체굴의 정자와 2배체굴의 난을 수정시켜 생산하며, 그 원리는 [Fig. 1]과 같다(Comai, 2005; Nell & Perkins, 2005).

[Fig. 1]

Principle of triploid oyster production.

4배체 굴을 생산하는 일반적인 방법은 다음과 같이 요약할 수 있다. 2배체굴의 난과 정자를 수정시킨 후, 사이토칼라신 B 등의 약품을 사용하여 제1극체 방출이나 제2극체 방출을 저지하여 3배체굴을 생산한다. 3배체굴은 일반적으로 불임이나 그 중에서도 지극히 일부의 개체가 포란을 한다. 포란을 한 3배체굴 암컷과 2배체굴 숫컷을 교배한 후 제1극체의 방출을 저지하여 4배체굴을 생산한다(Piferrer et al., 2009).

2배체간의 수정으로 3배체굴을 생산하는 과정을 이해하기 위하여서는 먼저, 감수분열 과정을 이해해야만 한다.

암수 생식세포의 염색체는 성숙기간의 어느 시점에서 복제가 되어, 세포는 일시적으로 4개의 염색체 즉, 4n으로 구성되며, 4배체 상태에서 분열이 시작된다. 정자의 생식세포는 생식선 내에서 2번의 분열이 일어난다. 1차 분열은 2n의 염색체를 가진 2개의 정자로 나누어지고, 그 뒤 또 한번의 분열이 일어나 n의 상태가 된다. 이 정자세포는 정충으로 성숙되며, 1배체의 정자가 생식선 내에 남아, 방출되어 난자와 수정하게 된다(Piferrer et al., 2009).

반면, 난세포는 4n 상태로 존재하며, 감수분열은 정자가 난자의 외막을 뚫고 들어가면서부터 정세포와 동일한 방법으로 분열이 시작된다. 그러나, 난세포는 정세포와는 달리 각각 동일한 염색체의 반수체를 가지지는 않는다. 대신, 첫 감수분열에서 난세포는 2n의 제1극체를 방출하고, 뒤이어 2번째 감수분열에서 난세포에 남은 2개의 염색체 중 하나, 즉 제2극체를 방출한다. 따라서, 난 내에는 정세포의 1n과 난세포로부터의 1n이 결합하여 2n의 2배체가 된다.

3배체는 수온이나 수압 등의 물리적 자극이나, 사이토칼라신 B나 카페인 등의 화학약품을 이용한 화학적 처리를 통해 제1극체나 제2극체의 방출을 저지하여 난세포의 2개의 염색체와 정세포의 1개 염색체를 남게 하여 만드는 것이다(Piferrer et al., 2009; Li et al., 2017; Aegerter and Jalabert, 2004).

최초의 3배체는 이와 같은 방법을 통해 만들어지나 유도율이 높은 대량의 3배체를 효율적으로 생산하기 위해서는 4배체 모패를 사용하여야 한다. 따라서 안정적인 4배체 모패의 확보를 위해서는 이와 같은 과정을 매년 반복하여 4배체 모패를 생산하여야 한다. 4배체는 정상적인 상태의 굴이 아니므로 항상 2배체로 돌아가려는 성질이 있어, 일정 기간이 지나면 정상적인 본래의 상태인 2배체로 돌아간다.

3배체굴의 종묘생산을 위해서는 4배체 모패의 확보가 필수적이다.

4배체굴 모패의 상용화를 위해서는 2배체와 같이 암컷 3배체굴의 확보가 우선되어야 한다. 4배체굴의 생산을 위한 암컷 3배체굴 모패의 확보 비율을 높이는 기술이 개발되어야 한다. 난을 가지는 3배체굴을 만들기 위해서는 영양강화가 최우선적이므로 먹이생물의 종이 다양하며, 먹이생물의 양이 풍부한 해역을 선정, 암컷 3배체굴의 생산 비율을 높임과 동시에 재현성이 높은 방법을 개발하여야만 한다(McCombie et al., 2005).

암컷 3배체 모패의 생산이 자유로워야만 지속적인 4배체 모패의 생산과 공급이 가능하다. 3배체 개체굴의 생산을 위해 연구기관에서는 4배체 모패를 생산하는 기술을 정착하여 4배체 모패를 종묘생산업체에 공급하여야 할 것이며, 학계에서는 4배체굴의 정자 냉동보존기술을 개발하여 필요 시 어업인들이 3배체굴 종묘 생산용으로 언제든지 사용할 수 있게 하여야 할 것이다(Nell, 2002).

현재까지 미국이나 유럽에서는 4배체굴을 종묘생산업자가 생산하여 사용하는 경우는 없다. 따라서 위에서 언급한 모든 기술이 정착된다면 우리나라에서도 4배체굴 모패의 생산과 공급 체계를 안정화하기 위하여 전문기관 또는 기술력을 갖춘 업체를 통하여 지속적인 산업생산라인 시스템 확보가 필요하다.

부착기질에 채묘된 1 ㎜ 정도로 어린 종묘를 수용망(뮐러가제와 양파망 등의 재질)에 넣어 본 양성케이지에 넣기 전인 2~3 ㎝까지 바다에서 키우는 것을 중간양성이라 한다. 중간양성은 본양성용 케이지의 망목 크기가 크기 때문에 어린 종묘가 빠져나가지 않게 일정 크기까지 키우는 것을 말하며, 관리목적, 생산량 조절 및 패각형성 등의 목적으로도 수행된다.

특히, 중간육성 시 가급적 크게 키워서 본양성에 들어가는 것이 양성용 개체굴의 성장 차이를 줄이는 지름길이므로 중간양성 장소와 기자재의 선택이 매우 중요하다.

[Fig. 2]

Seed collector for oyster aquaculture. A: oyster shell; B: scallop shell; C: Fine clutch made by oyster shell); D: oyster larvae (attached fine clutch); E, F: coupelle.

개체굴은 인공종묘 생산 시 굴 유생의 부착시기에 맞춰 일반적으로 사용하는 굴이나 가리비 패각을 엮은 채묘기([Fig. 2A, 2B])를 사용하지 않고, 굴패각을 미세분말로 만든 미세채묘기(Fine clutch)([Fig. 2C])로 만들어 유생([Fig. 2D])을 부착시키거나, 쿠펠([Fig. 2E, 2F])이라 불리는 채묘기를 사용한다. 전자는 비용이 많이 들며, 후자는 적은 비용으로 생산이 가능하다는 장점은 있으나, 일단은 부착기에 붙은 치패를 하나씩 떼어냄으로써 부착된 흔적이 남을 수도 있다는 단점이 있다(Nell, 1993).

부착기질에 부착 채묘된 개체굴을 생산하여 5 ㎜까지 키우는 것은 먹이생물 공급 등 여러 가지 측면에서 경제성이 없으므로 1 ㎜까지 키워 뮐러가제에 넣어 바다에 내어 육성하면 일주일만에 5 ㎜ 정도로 성장한다. 그 다음 양파망에 넣어 2~3 ㎝가 될 때까지 양파망에 넣어 중간육성시키면 된다.

[Fig. 3]

FLUPSY for intermediate culture of bivalves in Taylor Shellfish Farms of U.S.A.

미국이나 유럽에서는 이렇게 생산된 치패를 각고 3㎝가 될 때까지 플럽시(Flupsy)에서 중간양성을 한 후([Fig. 3]), 본양성에 필요한 종자로 활용한다. 우리나라에서는 인공종묘배양장에서 1㎝까지 치패를 키운 다음, 남해안에서는 각고 3 ㎝ 이상이 될 때까지 연안 바다에서 중간양성한 후, 가리비양성망이나 가리비양성망을 개체굴 양성에 맞게 수정·개발한 개체굴 양성기나 개체굴 양성을 위해 별도로 개발된 부유망식 양성케이지에 넣어 양성한다(NIFS, 2016)([Fig. 4]). 서해안에서는 축제식 양식장에서 중간양성한 후 각고 2~3 ㎝로 성장하면 축제식 양식장에서 계속 남해안에서 사용하는 것과 동일한 부유망식 양성케이지에 넣어 본양성하거나 갯벌에서 수평망식 양성기에 넣어 본양성에 들어간다([Fig. 5]).

[Fig. 4]

Suspended cage for individual oyster culture in South sea of Korea.

[Fig. 5]

Culture system for individual oyster in West sea of Korea. A, B: suspended cage; C: rack culture system.

중간양성망은 종묘의 유실이 없도록 종묘 크기를 감안하여 망목을 선택하며, 처음 입식 시에는 2중망 형태로 입식하는 것도 바람직하고, 선별 및 분망을 고려하여 종묘는 대량으로 입식하여도 무방하다(FAO, 2004).

본양성에 들어가는 개체굴 종묘의 크기가 클수록 망목의 크기가 커 부착생물의 부착으로 인한 조류소통의 악화에서 기인하는 먹이 부족, 패각천공성 다모류의 기생율 감소 등이 가능함으로 이를 위한 중간육성용 개량 플럽시의 개발 등 중간육성용 양성기의 개발이 필요하다. 이를 위해 양식어업인, 연구기관의 연구자, 그리고 수산양식용 기자재 개발 업체가 공동으로 참여하여 우리나라 실정에 맞는 새로운 중간양성용 시스템을 개발하여야 할 것이다(NIFS, 2017).

본양성 시 개체굴의 성장은 개체별로 성장 차이가 많으므로 주기적(2-3개월 간격)으로 비슷한 크기끼리 선별하여 양성하여야 한다. 선별작업을 하지 않으면 먼저 자란 개체만 계속 자라고 작은 개체는 큰 개체들 사이에서 성장이 정지되거나 폐사하게 된다(Hand et al., 1999; NIFS, 2016) ([Fig. 6]).

선별작업은 먹이섭취와 서식공간의 차지를 위한 경쟁으로 인한 개체간 성장차를 줄이기 위해 필수적이며, 선별 시 굴을 흔들고 씻어주는 과정을 통해 부착생물 및 뻘 등을 제거하는 효과도 거둘 수 있다. 또한 크게 자란 개체는 망목이 큰 양성망으로 옮겨줌으로써 성장을 촉진시킬 수 있다. 특히, 여름철에는 양성케이지에 부착생물이 대량 부착하여 조류소통을 방해, 성장을 저해하거나 폐사를 유발할 수 있으므로 부착생물 제거 및 망 뒤집기 작업이 필요하다(FAO, 2004).

[Fig. 6]

Individual oyster selector of Taylor Shellfish Farms in U.S.A.

남해안에서는 현재 개발, 사용하는 육성시스템보다는 한쪽으로의 쏠림이 적어 양성 굴에 스트레스를 가급적 적게 주며, 부착생물의 부착이 비교적 적은 시스템의 개발과 굴의 원래 서식 특성인 부착성을 완전히 보존해 주지는 못하더라도 스트레스를 최소화하여 왕성한 먹이섭취를 위한 굴의 개폐활동을 원활하게 할 수 있는 특수한 양성시스템이 개발되어야 할 것이다.

서해안에서 사용하는 육성시스템은 부착생물의 제거를 위해 일정 기간이 지나면 양성네트의 아랫면과 뒷면을 뒤집어주는 작업을 해야 하는데 이때 많은 노동력이 필요하다. 따라서 양성네트를 자동적으로 뒤집어줄 수 있는 시스템의 개발이 시급하다.

남해안과 서해안 모두 육성시스템에 있어 노동력을 최소화할 수 있는 자동화시스템의 개발이 상품성과 가격경쟁력을 확보할 수 있는 중요한 포인트이다.

현재로서 개체굴의 주 판매시장은 중국이다. 그러나 최근의 특수한 사례와 같이 양국간의 정쟁 현안에 휘말려 전반적인 수산물 수출은 심각한 위기를 맞을 수도 있다. 따라서 개체굴 생산 시 다양한 판매시장을 확보하여야 한다. 이를 위해서는 고객맞춤형 개체굴을 생산하고, 생산 개체굴의 등급화 제도를 시행하여야 한다.

미국 Taylor Shellfish Farms에서는 일본시장의 개척과 미국 내 고급 레스토랑에 공급을 목적으로 2009년에 시고쿠굴(Shigoku oyster)를 개발하였다. 시고쿠굴은 참굴을 특별한 방법으로 양성하여 만든 굴로서 현재 미국 내에서 각고 평균 6 ㎝ 정도의 굴 60개체가 90불에 판매되고 있으며, 나무상자에 20개체씩 넣은 제품이 일본에 수출되고 있다([Fig. 7]).

[Fig. 7]

Commercial oyster of Taylor Shellfish Farms in U.S.A.

개체굴은 알굴과는 달리 패각이 붙어 있는 상태로 판매되는 굴이므로 수출용 개체굴의 마케팅 및 상품성 향상을 위한 패각관리에 신경을 써야 한다. 그러나 최근 들어 남해안은 물론 서해안에서도 패각천공성 다모류가 큰 문제로 대두되고 있다. 이를 위한 대책 수립이 시급하다(Nell, 2002).

패각천공성 다모류는 굴, 가리비, 전복 등의 패각에 구명을 뚫고 들어가 서식하는 환형동물門, 다모綱, 얼굴갯지렁이目, 얼굴갯지렁이科, 긴얼굴갯지렁이屬에 속하며, 우리나라 참굴에 서식하는 종은 Polydora haswelli, P. uncinata, P. aura 3종이 알려져 있다(Sato-Okoshi et al. 2012)([Fig. 8]).

패각천공다모류의 주요 발생원인은 고밀도 양식 및 부착생물에 의한 조류소통의 악화, 양식장 저면에 누적된 퇴적물에 의한 환경 악화이며, 양식현장에서의 효율적인 제거방안에 대해서는 현재까지 알려진 바 없다. 패각천공성다모류에 의한 피해방지를 위해서는 원활한 조류소통을 위한 적정 시설물량의 조절이 필요하며, 다발 해역의 양성 굴을 미 발생 해역 이식하지 않아야 한다. 그리고 종묘생산을 위한 부착기질(패각) 내에도 잠입의 가능성이 있으므로 채묘용 패각 사용 시 각별한 주의가 필요하다(Nell, 2002).

해결하여야 할 문제 중의 또 하나가 굴의 생태·생리학적 특성에 근거한 조작과 사용이 간편한 양성기의 개발이다. 최근 외국에서 이미 개발되어 사용하고 있는 개체굴 양성용 기자재들을 우리 실정에 맞게 개량하여 제작·판매하는 업체가 있으나, 수정·보완하여야 할 점이 많은 실정이다(Comai, 2005).

이제 개체굴뿐만이 아니라 거의 모든 패류양식산업이 양성기술의 개발보다는 양성기자재의 개발분야로 방향을 돌려야 한다. 그래야만 양식경제성이 확보될 것이다.

[Fig. 8]

Three kinds of polydora in Pacific oyster, Crassostrea gigas.

국내 개체굴 양식산업에서 가장 시급하게 해결되어야할 문제는 우량모패의 확보다.

이는 개체굴뿐만이 아니라 패류양식산업에 있어 해결되어야 할 핵심문제로서, 국외로부터의 무분별한 양성용 종묘 반입으로 인한 양식패류의 열성화가 심각한 단계에 이르렀다. 품종의 열성화는 생리활성 저하로 인한 성장부진, 수명단축, 환경내성 저하 및 질병감염 등에 따른 대량폐사를 유발할 수 있다(McCombie et al., 2005).

따라서 이를 해결하기 위해 양식품종의 유전적 다양성(Gene diversity) 확보를 위한 국가 및 지자체 차원에서의 자연산 우량 모패 확보, 확보된 모패의 지속적인 관리가 필요하며, 이를 위한 제도적 장치가 마련되어야 한다. 이러한 제도적 장치가 마련되어야 만이 종묘생산업체에서 우량종묘를 생산, 양성어업인에게 지속적으로 공급할 수 있으며, 우리나라 개체굴 양식산업, 더 나아가서는 우리나라 패류양식산업의 활로가 모색될 것이다.